Patronato Civil por la Calidad Educativa Regional Proyecto de innovación pedagógica
Ciencias Básicas en la vida Cotidiana ¡Descubre la Ciencia en Acción! Observa la posición del tablista que aparece en la figura. El ángulo que forman sus piernas, la coordinación entre brazos y piernas para mantener el equilibrio, sumado a la inteligencia que el hombre le pone al desafío de mantenerse en el pico de la ola, para aprovechar la fuerza del agua y llegar sano y salvo a la orilla del mar. Esta escena está cargada de ciencias, de física, de química, de biología, de matemáticas. Escoge una situación de la vida cotidiana, cualquiera, y allí estarán las ciencias, interactuando, para explicar la vida, el movimiento, el progreso o el retroceso.
Por lo general no nos atraen ni la física, menos la química y qué decir de las matemáticas. Pero eso en gran parte se debe a que no las conocemos en su verdadero valor, y no las descubrimos presentes en todo lo que nos rodea, en lo que somos y tenemos, pues de ellas dependen muchas de nuestras decisiones y acciones. El proyecto “Ciencias básicas en la vida cotidiana”, te conduce a descubrir las ciencias en acción. Aplicándolas en hacer experimentos interesantes, utilizando instrumentos de medición, encontrando nuevas formas de ver y hacer las cosas, para entender el mundo y mejorarlo.
Ciencias Básicas en la vida cotidiana”, nos plantea la exigencia de conectar el aula con la vida real, con ayuda de la física, la química, las matemáticas, la biología; para explicar mejor cómo ocurren los fenómenos y cómo se desarrollan los procesos de transformación, que nos afectan directamente, quitándonos así una venda de los ojos que nos mantiene ciegos. Se trata de aprender abriendo los ojos a la sabiduría, desarrollando nuestras capacidades y potenciando nuestros talentos, empleando las ciencias para ver y crecer, Áreas conductoras: El proyecto articula todas las áreas académicas, pero se centra en las siguientes: Matemáticas, Física, Química, Ciencia Tecnología y Ambiente. Valores a enfatizar: Puesto que las ciencias, son conocimiento valioso, pueden ser utilizadas para bien o para mal. Por eso en este proyecto se resalta el sentido de las ciencias, a favor de la vida, en todas sus formas, que se expresan y confluyen en la vida cotidiana. Actividades Clave: Son actividades concebidas para “aprender haciendo”, creando y aplicando conocimiento. Invitan a tomar posición crítica frente a hechos de la vida real, a imaginar alternativas y realizar cambios. Son 5 las Actividades Clave: 1) Experiencias Generadoras (EG): Los estudiantes viven experiencias interesantes, e inolvidables de alguna manera, en las que descubrirán el conocimiento que necesitan para iniciar el proceso de aprendizaje. Se logra así romper el hielo frente al tema, y crear un clima libre de tensión, en el que se conocen y acercan como personas. 2) Lecturas Generadoras (LG): Sobre textos especialmente elaborados referidos el tema de interés. Textos breves, motivadores, cargados del contenido objetivo, que provocarán sensaciones y reacciones en el lector, generando procesos de análisis, de reflexión, de formulación de propuestas, delineando rutas para pasar a la acción. 3) Tareas Inteligentes (TI): Es preciso complementar el trabajo en aula propiciando encuentros personales con la información. Las tareas inteligentes permiten tales encuentros demandando iniciativa, creatividad y raciocinio para obtener los resultados o productos exigidos de manera explícita. 4) Trabajo Práctico (TP): Los estudiantes hacen uso intensivo de la inteligencia racional y lateral, desarrollando procesos guiados de aplicación del conocimiento, sobre la base de las actividades anteriores. 5) Actividades de Proyección: Son el producto cumbre del aprendizaje vivido; es decir, el momento de poner el conocimiento en acción. Es aquí donde se alcanza la sabiduría y se consolida un nuevo nivel de desarrollo de capacidades, expresado en el desempeño personal y grupal para trasmitir e irradiar cultura.
02
CIENCIAS BÁSICAS EN LA VIDA COTIDIANA
TEMA FLUJO DE FLUIDOS Experiencia Generadora El FLUIDIGRAMA Los Fluidos, como el agua que sale de la manguera de la figura, son sustancias que poseen la capacidad de trasladarse de un lugar a otro, sea por sus propias características o por medio de fuerzas externas que impulsan su movimiento. En el proceso de fluir las sustancias sufren deformaciones según sean las condiciones de cambio de posición. En nuestra vida diaria, tenemos relación con diversidad de fluidos, en muchos casos dependemos vitalmente de ellos. Por ejemplo, el aire, es un fluido gaseoso que nos proporciona el oxígeno que necesitamos para vivir; el agua líquida, la necesitamos para beber y saciar nuestra sed, para cultivar los campos, para asearnos. En esta oportunidad podrás explorar sobre la maravilla y diversidad de los fluidos, conociéndolos y aprendiendo a cuidarlos y aprovecharlos responsablemente. Para entrar en calor en el tema, te invitamos a pasar un buen rato resolviendo el siguiente FLUIDIGRAMA. Se han colocado algunas letras de las palabras buscadas, como ayuda para que lo termines en tiempo record. HORIZONTALES 1.1) Es un fluido viscoso que se usa para freir. 1.9) Hay fluidos sólidos, líquidos y gaseosos. El Oxígeno y el Nitrógeno del aire son ........... 2.12) Cuando un líquido fluye por un tubo, se produce una fuerza de ...... entre la pared del tubo y el líquido. 3.1) Los ...... que salen de una chiminea, constituyen un fluido gaseoso. 3.9) Unidad de volumen: ..... 4.2) La fórmula de la .......... es: masa/volumen. 5.6) Si en un circuito de tuberías que transportan agua, se pierde fluido en un punto, se dice que existe una .......... 5.12) El Helio, es un gas ...... muy ligero, no inflamable que se usa para llenar globos. 6.2) Cuando un fluido es muy denso se le llama: L ..... 7.1) C........ significa separar sólidos que se encuentran suspendidos en un líquido, usando un medio filtrante. 8.5) Cuidar el agua exige eliminar las ........ de agua en las tuberías y caños de las instalaciones domiciliarias. 9.1) Los seres humanos ...... 65% agua 9.7) Una forma de calentar agua en las llamadas “termas”, es empleando resistencias eléctricas de ...... 10.6) Un fluido es ....................cuando corre veloz haciendo torbellinos. 11.5) La ........ de un fluido influye en su capacidad de fluir. A baja .... fluye con menor facilidad que cuando su ....... es más alta.
VERTICALES 1.2) La rapidez con que fluyen los fluidos, se mide dividiendo el Volumen que se mueve entre el tiempo que se demoró en fluir. A esta medida se le conoce como ......... y sus unidades son: volumen/tiempo : Litros/minuto; mililitros/ segundo, etc. 1.4) Símbolo que representa algo y expresa un mensaje directo: ....... 1.8) Conducto por el que se descargan las aguas servidas: ....... 1.10) El jugo de limón es un fluido ....... 1.12) Medir las variables relacionadas con los fluidos, es muy importante para saberlos usar eficientemente; sin embargo hay que hacerlo con exactitud y precisión para no caer en ............ 1.15) Un fluido que obedece la ley de Newton, se caracteriza porque su viscosidad se mantiene constante en el tiempo y se le denomina fluido N...... 3.6) El estado líquido es muy ............... al estado gaseoso, pues en este último las moléculas están más desordenadas y distantes. 3.7) E...... en la práctica y en la acción, es mejor que e....... en la teoría. Así, la educación práctica da buenos resultados. 3.13) La sangre es un fluído .........., denso y con sabor metálico. 4.1) Cuando un fluido se mueve con dificultad; es decir, que presenta mucha resistencia al fluir, se le conoce como fluido ......... 4.11) La presión a la que fluye un fluido hay que ...... si se quiere que descargue en un punto alto. Para ello, por lo general se emplean “bombas” para transportar fluidos con ayuda de motores. 5.3) El .... que ocupa un líquido se mide con ayuda de una probeta. 03
Patronato Civil por la Calidad Educativa Regional Lectura Generadora EL PODER DE LOS FLUIDOS Un fluido, como su nombre lo indica, es toda aquella sustancia que puede fluir, así los líquidos y gases son fluidos, incluso pueden considerarse como tales a los sólidos finamente pulverizados. Los fluidos en gran parte determinan las condiciones de vida en el mundo. Así, el aire, el agua, la sangre, son fluidos vitales sin los cuales nuestra existencia no sería posible Nuestro planeta, tal como lo vieron los astronautas desde el espacio, está cubierto en un 70,5% de agua. Curiosamente, cerca del 70% del cuerpo humano está formado por agua y la proporción de los elementos que componen el agua de mar y los líquidos de nuestro cuerpo, son también similares.
Planta Hidroeléctrica Embalse Presa con caída de agua Electricidad
A lo largo de la historia, los hombres han usado la energía del agua de diversas maneras. Los antiguos molinos son un ejemplo. Es el caso del Molino de Sabandía en Arequipa, donde el agua corriente empuja las aspas de una rueda de madera, la cual es capaz de mover enormes piedras que muelen el grano para convertirlo en harina.
Turbina Dínamo
En la actualidad, aprovechamos la energía del agua de muchas maneras. Un uso muy típico es para generar electricidad en las llamadas “plantas hidroeléctricas”. Como muestra la figura, el agua es embalsada en una represa para provocar luego una caída de agua que descarga en una máquina llamada turbina. Una turbina tiene aspas, como un ventilador gigante. El agua empuja a las aspas, haciéndolas girar; este motor está conectado a un generador llamado “dínamo”, el que produce electricidad. Luego la misma electricidad va a través de cables hasta tu casa. Agua al río
Otro fluido muy importante en nuestra vida, es la sangre. Ella fluye por todo un sistema complejo de redes de arterias, capilares y venas, para oxigenar, limpiar, proteger y nutrir nuestro organismo. Gracias a las contracciones rítmicas del corazón, que actúa como una bomba, la sangre fluye regularmente en forma unidireccional, y se distribuye a través de las arterias y capilares por todo el organismo (circuito en rojo en la figura), y vuelve por las venas al corazón para que, mediante el proceso de oxigenación en los pulmones (circuito en azul en la figura), se convierta nuevamente en sangre limpia o sangre arterial.
Flujo Sanguíneo CIRCULACIÓN MENOR
Pulmón Derecho Vena Pulmonar Sangre con CO2
Pulmón Izquierdo Arteria Pulmonar Sangre con Oxígeno hacia todo el cuerpo
Corazón Red de Capilares CIRCULACIÓN MAYOR
El petróleo, la gasolina, el gas natural, son igualmente fluidos poderosos capaces de generar la energía necesaria para mover el mundo industrial y los miles de millones de vehículos empleados en el transporte: aviones, camiones, taxis, microbuses, etc. Aun en la cocina de nuestra casa están estos fluidos haciendo posible la cocción de nuestros alimentos.
04
CIENCIAS BÁSICAS EN LA VIDA COTIDIANA
Conocer la naturaleza de los fluidos y cómo se mueven, resulta indispensable para poderlos controlar y darles un uso racional y eficiente. El movimiento de los fluidos es difícil de analizar, sin embargo se puede evaluar midiendo algunas de sus características, tales como: el caudal al que fluyen, su densidad, su temperatura, su viscosidad, su presión, entre otras.
El Caudal de un fluido, se determina dividiendo el Volumen que se traslada de un lugar a otro, entre el Tiempo que se demora en fluir. Por eso su fórmula es: Caudal = Volumen / Tiempo. Sus unidades serán las unidades de volumen entre las unidades de tiempo Por ejemplo: litros/ minuto; o, centímetros cúbicos/ segundo. La Densidad de un fluido, es una magnitud que relaciona la cantidad de Masa que puede contener un Volumen determinado. Su fórmula es: Densidad = Masa / Volumen . Sus unidades serán las unidades de masa entre las unidades de volumen. Por ejemplo: kilogramos / litro; o, gramos / centímetro cúbico.
Termómetro
La temperatura es una medida que permite diferenciar las nociones comunes de caliente o frío. Por lo general, un objeto más"caliente" tendrá una temperatura mayor, y si está “frío” tendrá una temperatura menor. La capacidad de fluir de un fluido está muy influenciada por su temperatura, al punto que si ésta es demasiado baja, el fluido no podrá fluir. La temperatura de un fluido por lo general se mide en grados centígrados (°C), empleando termómetros como el de la figura. La Viscosidad, es un parámetro que indica el grado de dificultad o resistencia que presentan los fluidos para trasladarse. Los fluidos de alta viscosidad presentan una mayor resistencia a fluir que los fluidos de baja viscosidad, los cuales se desplazan con mucha facilidad. La unidad de medida de la viscosidad se llama “centipoise”.
Según su naturaleza, los fluidos se dividen en dos grandes grupos: 1) Los que cumplen la ley del rozamiento de Newton, llamados “fluidos newtonianos” porque su viscosidad puede considerarse constante en el tiempo. Ejemplo: el Agua. 2) Los que no cumplen dicha ley, y que reciben el nombre de “fluidos no newtonianos” porque su viscosidad varía de diversas formas según las condiciones en las que fluye o según la estructura molecular del fluido. Ejemplo: la Sangre. Estos son algunos de los múltiples fluidos importantes de los cuales dependemos vitalmente. Por eso es necesario aprender más sobre ellos, y la mejor forma de hacerlo es experimentando con ellos, observando dónde están y cómo se comportan, midiendo sus propiedades y siendo muy responsables en su uso. Una actitud irresponsable en el manejo del agua está generando hoy en día la mayor crisis de contaminación y escasez de agua en la historia de la humanidad. Un uso irracional del petróleo provoca no sólo contaminación grave de la atmósfera, sino guerras absurdas en las que mueren injustamente millones de personas. No conocer los componentes de la sangre y cómo fluye por nuestro cuerpo, nos puede causar la muerte. La sangre debe circular con fluidez para no sobrecargar el trabajo del corazón. El flujo sanguíneo se hace pesado y difícil cuando su densidad y viscosidad aumentan por ingerir demasiadas grasas o azúcar. El poder de los fluidos nos puede ayudar a vivir mejor o nos puede destruir. Todo depende de conocerlos y manejarlos con inteligencia y responsabilidad.
05
Patronato Civil por la Calidad Educativa Regional
Propiedades de los fluidos Ficha de Análisis: El perfil de los fluidos El ejercicio que estás a punto de realizar, desarrolla tu inteligencia, en particular tu capacidad de observación, y eso te permitirá conocer más sobre fluidos, a la par que te hace más hábil para ver la realidad. Materiales: 5 frascos pequeños transparentes conteniendo los siguientes fluidos: 1) Agua 2) Petróleo 3) Alcohol 4) Miel 5) Aire. Rasgos del perfil: A continuación se presenta una ficha con la que se puede caracterizar cualitativamente un fluido y determinar así su perfil, en base a los siguientes 7 rasgos: Rasgos A : Transparencia B : Olor C : Contenido de Grasa D : Viscosidad E : Abundancia F : Contaminación
Formar de determinarlos Cuán claro se puede ver a través del fluido. Cuán penetrante es sin importar si te parece o no agradable. Evaluando cuán grasoso es el residuo que te deja en los dedos al tocarlo. Evaluando el número de gotas que caen en 15 segundos, al poner el frasco de cabeza y dejar fluir por el agujero que hay en la tapa. Cuán disponible está para el que lo necesita. Evaluando el deterioro del medio ambiente, que produce el emplearlo normalmente.
Escala de Valoración: En base a estos rasgos, evalúa cada uno de los fluidos contenidos en los 5 recipientes que se les ha entregado. Observa detenidamente, utilizando todos tus sentidos, y marca para cada rasgo señalado, qué nivel le corresponde, según la siguiente escala de valoración:
Conclusiones: Al culminar el análisis escribe en las lineas siguientes, 2 cosas que hayas aprendido.
1) 2)
06
CIENCIAS BÁSICAS EN LA VIDA COTIDIANA
FICHA DE ANÁLISIS DEL PERFIL DE UN FLUIDO Para cada fluido, marque con un aspa o coloreando, la valoración correspondiente a los rasgos del perfil.
Nombre del fluido: .........................................
07
el reto de mejorar la Educaci贸n est谩 en nuestras manos